涡激振动行波动力学特征的数值模拟

采用数值模拟分析了水中大长径比结构物涡激振动行波动力学特征,以及水动力学阻尼和模型初始张力对于行波动力学特征的影响.数值模拟模型采用改进的尾流振子模型,该模型考虑了涡激振动横向运动和顺流向运动之间的耦合,考虑了张力沿模型长度的变化和流体的耗散.给出了用于评估行波在整个振动波中所占比例的方法,该方法采用行波椭圆来定量表征行波所占的比例,即行波比.数值模拟结果显示,行波比总体上呈现随流速增加的趋势,但在模态阶数变化的临界流速上突然降低.水动力学阻尼显著影响着行波比,阻尼比越大,行波比越大,行波对于整个振动波的贡献就越大.不同张力情况下,行波比突然下降的临界速度不同.初始张力影响模型的固有频率,影响模态阶数发生转变的流速,从而影响了行波比突然下降的临界流速.     

橡胶密封条挤出成型的数值计算

橡胶密封条的截面形状非常复杂，影响其挤出成型的因素很多。为了分析牵引速率对密封条产品截面形状的影响，利用计算流体力学软件Polyflow。对一种典型的EPDM胶料的挤出过程进行了模拟计算。计算结果表明：牵引速率对密封条的挤出形状有很大的影响。在相同人口流量的情况下，随着牵引速率的增大，挤出物截面积减小，牵引速率在的范围内，预测的挤出物形状比较合理，对密封条挤出口模的设计具有理论指导作用。     

圆管绕流旋涡脱落诱导振动的数值模拟

利用计算流体力学软件Ansys／Flotran CFD,首先对粘性不可压缩流体的固定圆管绕流进行了数值模拟,然后结合逐步积分法完成了同时考虑纵横两向弹性支撑圆管绕流旋涡脱落诱导振动的数值模拟,并通过快速傅立叶变换,得到了弹性支撑圆管和固定圆管的升力及弹性支承圆管横向位移响应的功率谱．通过计算结果分析,得出了一些有价值的结论,可供从事具有圆管绕流构件设备设计的工程技术人员参考．     

大直径孔采矿过程数值模拟

本文用三维非线性有限元（ＮＦＥ）程序模拟采矿过程，对模拟模型的线性区域采用高效率的位移元、非线性区域用高的杂交应力元，这种分区混合元方法，对所有物理非线性问题都是有效的     

大型水电站厂房结构流固耦联振动特性数值模拟

水电厂房内的多场耦合振动分析是工程界十分关心的问题.为了实现发电厂安全生产的目标,过去在对其进行共振校核时,往往只对结构进行模态分析,而忽略了流体的存在;但是厂房流道内存在着大量的流体,流体的存在改变了厂房结构的动力特性,是属于典型的流固耦合振动问题.因此,在对其进行共振校核时应该考虑流体的影响.由于机理的复杂性、建模、数值模拟的困难性,迄今为止关于这方面的分析研究成果很少.本文借助于2个实际工程,对厂房结构与流体复杂的耦合振动问题进行分析,并对其进行比较,详细的阐述了厂房结构-流体的耦合振动特点.本文的研究成果对于解决流体-结构相互作用问题具有重要的工程意义,同时对于解决其他类型的流固耦合振动问题也具有很高的参考价值.     

双螺杆挤出中粒子运动轨迹的可视化模拟

在双螺杆挤出机的理论研究中，了解粒子的运动轨迹对于全面理解物料在挤出机中输送和混合的机理至关重要。本文使用POLYFLOW软件，对聚合物熔体在啮合同向和异向双螺杆挤出机中的三维等温流场分别进行了数值计算，并在此基础上对双螺杆挤出机中物料粒子的运动轨迹进行了可视化模拟，给出了运动粒子的运动轨迹。可视化模拟与传统的实验方法相比有着极大的优越性。本文的工作为研究各种新型螺杆元件的输送和混合机理提供了一种新的方法。     

聚合物熔体三维口模动态挤出流动的数学和数值模型

本文针对受口模入口处周期性振动的入口压力驱动的聚合物熔体在挤出口模内的三维等温动态流动,建立了其数学模型,尔后利用有限元法和有限差分法建立了其数值模型。这些模型为进一步开展聚合物熔体三维口模动态挤出,尤其是异型材口模动态挤出奠定了基础。     

钟形陀螺微纳振幅曲面电容检测方法研究

钟形陀螺采用压电激励实现四波腹振动,通过检测振子边缘振幅以获取输入角速率。在其量程内的振子边缘振幅为120 nm左右,为实现对微纳振幅检测,将钟形陀螺振子边缘设计成曲面电容结构;采用有限元方法,对曲面电容结构进行仿真;在仿真结果基础上对微电容进行检测。结果表明:在极板面积为9π/4mm2、厚度为0.1mm、电极最小间距30μm时,钟形陀螺曲面电容结构可等效为平板电容器,固有容值为2 pF级别;可敏感120 nm的微纳振幅,容值变化为0.01 pF级别;曲面电容检测方法能够实现钟形陀螺微纳振幅检测。     

薄壁零件铣削加工的振动测试模拟分析

针对薄壁零件铣削加工过程中振动对精度的影响,进行薄壁零件铣削加工的振动模拟测试.结合响应面法建立薄壁零件铣削加工的振动信号输出模型,结合加工振动时间序列的特征重构结果,进行薄壁零件铣削加工的振动信号的小波尺度分解,通过多尺度小波融合方法,实现对薄壁零件铣削加工的振动模拟和输出型响应特征分析,通过振动频谱参数分析,实现薄...     

风力机叶片大挠度挥舞振动特性分析

分析了风力机叶片大挠度挥舞振动特性.基于Hamilton原理,建立了叶片大挠度挥舞振动控制方程,其中非稳态气动力由Greenberg公式得出.使用瑞利-利兹法求解振动特征问题,得到振动的频率和无阻尼模态函数.基于得出的模态函数,使用Galerkin方法将控制偏微分方程离散,得到模态坐标方程.将振动位移分解为静态位移和动态位移,得到了静态位移和动态位移方程,考查了入流速度比对静态位移和气动阻尼的影响,并对大挠度挥舞振动动态响应进行了分析,得到如下结论：大挠度挥舞振动静态位移沿叶片展向随入流速度比的增大而增大,叶尖处位移最大；当入流速度比较小时,振动为小振幅的周期运动,入流速度比较大时,振动为大振幅的拟周期运动.     

计算机视觉对震动环境下螺丝松动的监测仿真

在频繁震动环境下,高精度设备受到无规则振动、冲击以及高温蠕变的影响,导致螺栓结构产生非固定滑动、分离或者脱落.螺栓结构具有复杂的动态性,脱落过程呈现不明显变化,螺丝帽与杆的相对位置变化过程与振动强度、外部环境呈现复杂关系,无法建立有效关联.传统视觉监控方法在振动条件下,获取的螺栓帽和杆的相对像素位置在无法建立关联的情况下,以静态阀值观测为主,存在较大的偏差,无法获取准确的螺栓松动监测结果.提出震动环境下聚类RBF神经网络的视觉螺丝松动监测方法.提取螺丝松动监控计算机视觉图像的特征,并针对上述螺丝帽与脱离的异常距离进行有效的识别.利用傅里叶变换方法建立螺丝松动监控图像特征矩阵,计算特征脱离聚类目标函数,并建立聚类RBF神经网络模型,完成监控.实验结果表明,利用改进算法可以实现计算机视觉对震动环境下螺丝松动监测,可以提高监测的准确性,防止由于螺丝松动造成的损失.     

单螺杆挤出过程的计算机仿真

该文论及的是单螺杆挤出过程的计算机仿真。从挤出过程的数学模型分析入手，使用可视化程序语言Visual C 6．0，OpenGL，Access97等软件，开发了完全基于Windows的单螺杆挤出过程的仿真系统。该系统能近似地模拟挤出过程，并预测挤出机的质量流率、沿螺槽的压力和温度分布、固体床的分布，以及能量消耗。这为优化单螺杆挤出机设计，并控制加工过程以获得理想的产品，提供了科学依据和设计分析手段。     

振动系统的时频域仿真分析研究

将有限自由度振动系统物动力学方程化为系统的状态方程和传递函数，以状态变量分析法和机械阻抗分析法代替振动模态分析法，直接运用MATLAB仿真功能及其控制系统工具箱函数，对振动系统进行了时频域仿真分析，并通过实例进行了说明，为振动系统的分析与设计提供一种工具。     

基于ADAMS的光盘驱动器隔振系统仿真与优化

在研究光盘驱动器隔振技术基础上,使用ADAMS专用仿真软件对光盘驱动器隔振系统进行了仿真,并对整个仿真系统进行了优化,优化结果表明系统的性能有了很大的提高,优化后的最大振幅是优化前的62.29％,优化后消除振动所需时间为优化前的18.18％。     

基于ADAMS的减振系统仿真

采用减振方式减小运载火箭在发射状态对空间飞行器产生的过载是一种理想形式,但通常减振设计必须进行详细计算与实际验证,周期长,准确性差,费用高.因此,文中提出了一种新的采用减振措施来减小发射段振动的影响的方法;又采用虚拟样机技术,利用ADAMS动力学仿真软件对其横向振动特性进行了仿真研究,表明该方法可以有效的减小发射状态下的过载对空间飞行器的影响;并提出用ADAMS软件建模对该系统进行参数优化设计的具体方法.同时表明,用ADAMS软件建立减振系统三维实体模型进行仿真设计,具有速度快、分析方便、便于实施和结果准确等特点,是理想的一种设计方法.     

螺杆挤出机螺杆元件性能数值研究的进展

随着计算机和计算技术的飞速发展,数值计算与实验研究和理论研究成为科学研究的3种重要方法. 近年来,越来越多的人使用成熟的计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)软件,数值仿真动态模拟聚合物螺杆挤出过程,深入研究螺杆结构、工艺条件和物性之间的规律,研究各类参数对聚合物挤出过程的影响和聚合物螺杆挤出机理. 数值计算作为新的研究手段之一,不但能大大缩短研发周期和降低成本,而且可得到实验手段无法测量的数据. 为了推动数值计算在该领域的应用,综述国内外数值研究螺杆挤出机螺纹元件性能的进展.     

High-order Implicit Large Eddy Simulation of gaseous fuel injection and mixing of a bluff body burner

Implicit Large Eddy Simulation (ILES) with high-resolution and high-order computational modelling was applied to a turbulent mixing fuel injector flow. In the ILES calculation, the governing equations for three dimensional, non-reactive, multi-species compressible flows were solved using a finite volume Godunov-type method. Up to ninth-order spatial accurate reconstruction methods were examined with a second order explicit Runge–Kutta time integration. Mean and root mean square velocity and mixture fraction profiles showed good agreement with experimental data, which demonstrated that ILES using high-order methods successfully captured complex turbulent flow structure without using an explicit subgrid scale model. The effects of grid resolution and the influence of order of spatial accuracy on the resolution of the kinetic energy spectrum were investigated. An k^−5/3 decay of energy could be seen in a certain range and the cut-off wavenumbers increased with grid resolution or order of spatial accuracy. The effective cut-off wavenumbers are shown to be larger than the maximum wavenumbers appearing on the given grid for all test cases, implying that the numerical dissipation represents sufficiently the energy transport between resolved and unresolved eddies. The fifth-order limiter with a 0.6 million grid points was found to be optimal in terms of the resolution of kinetic energy and reasonable computational time.     

复合材料噪声干扰下的振动控制优化算法仿真

复合材料在噪声干扰下的振动优化控制过程中,针对复合材料噪声干扰下的无规则振动进行控制时,传统的方法通过在复合材料结构中,安置隔振和隔声材料来达到抑制噪声与振动的目的.但是,传统方法没有区分材料中的不同点振动源强度不同带来的问题,无法解决不同点振动强度不同带来的控制误差.为了解决上述问题,提出了采用结构声强算法的复合材料噪声干扰下的振动控制方法,计算复合材料层板结构表面在动荷载作用下各单元的力和速度,获取复合材料层板结构表面的结构声强.根据结构声强的向量图和流线图,找出主动控制力的有效控制位置,完成复合材料噪声下的振动控制.仿真结果证明,基于结构声强的振动控制法的抗震性能有了较大的提高.     

鞭炮捆筒机热冲击振动消除方法研究与仿真

鞭炮捆筒机在工作过程中,电机到主轴采用皮带传动.火药靠皮带的两侧面与轮槽侧面压紧产生摩擦力进行动力传递的,在摩擦热载荷作用下会诱发机器结构的振动.传统的PID振动控制方法需要大幅调整参数,去满足热载荷作用下的振动控制要求,容易引发参数过量失调,振动控制效果不佳.提出基于模糊自适应PID控制算法的鞭炮捆筒机热冲击振动消除方法.计算V带基准长度,通过运算获取实际中心距离,研究了鞭炮捆筒机带轮振动关系.计算热冲击振动信号与控制参数之间的关联性,并对热冲击振动信号进行离散化处理,对离散化处理结果进行误差补偿,实现热冲击振动消除.实验结果表明,利用改进算法进行鞭炮捆筒机热冲击振动消除,能够有效提高消除的准确性,提高鞭炮捆筒机的应用价值.     

刚体目标大机动飞行的仿真研究

分析典型航迹的特征规律,根据多段航迹组合生成航迹的思想,运用3种基本的目标状态方程模拟刚体目标大机动飞行的三维航迹。针对模型切换时的航迹平滑问题,提出基于最小二乘拟合的航迹仿真方法,以准确描述刚体目标的运动规律。修正基于航迹的刚体目标姿态角计算方法,避免模型切换时的姿态角振荡现象,便于相关应用的实现。